transformadores

Máquinas Eléctricas I

Transformadores

14-11-2002

Transformadores
Os transformadores são máquinas eléctricas estáticas que elevam ou abaixam uma determinada tensão alternada.
1. Princípio de funcionamento
O funcionamento do transformador baseia-se nos fenómenos de mútua indução entre dois circuitos electricamente isolados, mas magneticamente ligados.
Um transformador é constituído por dois circuitos enrolados sobre um núcleo comum (daí magneticamente ligados) coberto por verniz (daí electricamente isolados). Este núcleo é chapeado para diminuir as induções de fuga (perdas) e deve ter alta permeabilidade e pequena relutância para melhorar a ligação magnética.
Transformador ideal:
- resistências eléctricas dos enrolamentos nulas - perdas no ferro nulas
- dispersões magnéticas nulas

Para uma melhor explicação do funcionamento do transformador, vamos considerá-lo ideal. É aplicada uma tensão V1 ao circuito primário. Esta tensão criará uma corrente Iµ (corrente magnetizante) desfasada em atraso 90º da tensão, porque o circuito é puramente indutivo, visto termos desprezado as resistências ôhmicas. Por sua vez, esta corrente, ao passar pelo circuito, cria um fluxo magnético com a mesma fase da corrente que se concentra totalmente no núcleo, já que consideramos as dispersões magnéticas nulas. Em contrapartida, este fluxo de valor máximo Φ, induz em cada espira que o abraça uma força electromotriz (f.e.m.) de valor máximo EM.
Segundo a lei de Lenz, a direcção desta f.e.m. é tal de modo a que produza uma corrente que crie um fluxo que contrarie o fluxo Φ. Sendo assim, a f.e.m. produzida tem que estar desfasada 180º em relação a V1, ou seja, 90º em atraso com respeito ao fluxo Φ. Portanto cria-se no enrolamento primário uma f.e.m. E1 de valor máximo
E1 = E M ⋅ N 1 em que N1 é o número de espiras no enrolamento primário.
Analogamente, o mesmo fluxo induz no enrolamento secundário uma f.e.m. E2 de valor máximo E 2 = E M ⋅ N 2 .